<界面剪切力对蒸汽垂直下流膜状凝结传热的影响分析

界面剪切力对小径管中的蒸汽垂直下流凝结传热有重要影响。采用VOF模型数值模拟了蒸汽垂直下流凝结传热，分析了界面剪切力对局部凝结传热系数的影响。模拟中冷凝管壁面温度采用耦合计算冷却水的对流换热获得。计算得到了速度、界面剪切力和局部凝结传热系数的分布。计算结果表明：界面剪切力沿蒸汽流动方向逐渐减小，它对局部凝结传热系数的强化作用集中在垂直管前段，而在垂直管后段，液膜重力是影响局部凝结传热系数的重要因素。将VOF模型算得的局部凝结传热系数与Nusselt解析解进行了比较。在垂直管前段，由于汽液界面剪切力的强化作用，VOF模型的计算结果大于Nusselt解析解；而在垂直管后段，汽液界面剪切力逐渐减弱，VOF模型的计算结果接近Nusselt解析解。将VOF模型算得的局部凝结传热系数与Goodykoontz等的实验数据做了比较，在02～06m的垂直管段，VOF模型算得的局部凝结传热系数与Goodykoontz等的实验数据吻合较好，误差在±35%的范围内变化。